基于Matlab的FM调制说明书

目录洗手第1章绪论1洗手第2章FM调制原理3洗手第3章FM调制的实现5洗手31产生模拟基带信号5洗手32对信号进行FM调制6洗手33加入高斯噪声7洗手第4章结论11洗手参考文献12洗手附录13洗手洗手洗手1洗手基于MATLAB的FM调制洗手洗手第1章绪论洗手调制在通信系统中的作用至关重要。洗手所谓调制，吃饭就是把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。洗手洗手载波调制，吃饭就是用调制信号去控制载波的参数的过程，吃饭使载波的某一个或某几个参数按照调制信号的规律而变化。洗手调制信号是指来自信源的消息信号（基带信号），吃饭这些信号是可以模拟的，吃饭也可以是数字的。洗手未受调制的周期性震振荡信号称为载波，吃饭它可以是正弦波，吃饭也可以是非正弦波。洗手载波调制后称为已调信号，吃饭它含有调制信号的全部特征。洗手洗手为什么要进行载波调制呢BEEF基带信号对载波的调制是为了实现下列一个或多个目标BEEF第一，吃饭在无线传输中，吃饭信号是以电磁波的形式通过天线辐射到空间的。洗手为了获得较高的辐射效率，吃饭天线的尺寸必须与发射信号波长相比拟。洗手而基带信号包含较低频率分量的波长较长，吃饭致使天线过长而难以实现。洗手例如，吃饭天线长度一般应大于其中为波长；BEEF对于4/3000HZ的基带信号，吃饭如果不通过载波而直接耦合到天线发送，吃饭则需要尺寸约为25KM的天线。洗手显然，吃饭这是无法实现的。洗手但若通过调制，吃饭把基带信号的频谱搬至较高的载波频率上，吃饭使已调信号的频谱与信道的带通特性相匹配，吃饭这样就可以提高传输性能，吃饭以较小的发送功率与较短的天线来辐射电磁波。洗手如在GSM体制移动通信使用的900MHZ频段，吃饭所需天线尺寸仅为8CM。洗手第二，吃饭把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，吃饭以实现信道的多路复用，吃饭提高信道利用率。洗手第三，吃饭扩展信号带宽，吃饭提高系统抗干扰，吃饭抗衰弱能力，吃饭还可实现传输带宽，吃饭与信噪比之间的互换。洗手因此，吃饭调制对通信系统的有效性和可靠性有很大的影响和作用。洗手采用什么样的方式调制将直接影响着通信系统的性能。洗手洗手调制的方式有很多。洗手根据调制信号是模拟信号还是数字信号，吃饭载波是连续波还是脉冲序列，吃饭相应的调制方式有模拟连续波调制、BEEF数字连续波调制、BEEF模拟脉冲调制和数字脉冲调制等1。洗手洗手最常用和最重要的模拟调制方式是用正弦波作为载波的幅度调制和角度调制。洗手而频率调制（FM）是角度调制中被广泛采用的一种。洗手洗手FM是用载波频率的变化表征被传输信息状态的。洗手本课程设计主要论述的FM基本原理以及如何在MATALB环境中实现FM的调制,在这里使用正弦信号作为基带信号进行调制，吃饭正弦信号形式简单，吃饭便于产生及接收。洗手洗手设计步骤BEEF洗手产生模拟基带信号；BEEF洗手对信号进行FM调制，吃饭绘制调制前后的时域图，吃饭频谱图；BEEF洗手调制后加上高斯噪声，吃饭绘制加入噪声后的时频图，吃饭分析噪声对FM调制信号的影响。洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手2洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手FM调制原理洗手频率调制的一般表达式为BEEF洗手COSTFMFSTATKMD（21）洗手FM和PM非常相似，吃饭如果预先不知道调制信号的具体形式，吃饭则无法判断已调信号是调频信号还是调相信号。洗手洗手FMMTST洗手图21直接调频法洗手洗手FTDTPT图22间接调频法洗手图（21）所示的产生调频信号的方法称为直接调频法，吃饭图（22）所示的产生调频信号的方法称为间接调频法4。洗手由于实际相位调制器的调节范围不可能超出，吃饭因而间接调频的方法仅适用于相位偏移和频率偏移不大的窄带调制情形，吃饭而直接调频则适用于宽带调制情形。洗手洗手根据调制后载波瞬时相位偏移的大小，吃饭可将频率调制分为宽带调频（WBFM）与窄带调频（NBFM）。洗手宽带与窄带调制的区分并无严格的界限，吃饭但通常认为由调频所引起的最大瞬时相位偏移远小于30时，吃饭洗手（22）洗手6MAXTFDK称为窄带调频。洗手否则，吃饭称为宽带调频。洗手洗手为方便起见，吃饭无妨假设正弦载波的振幅A1，吃饭则由式（21）调频信号的一般表达式，吃饭得洗手洗手COSTFMFSTTMD3（23）洗手COSSINTTFCFTKMDKMD通过化解，吃饭利用傅立叶变化公式可得NBFM信号的频域表达式BEEF洗手（24）洗手CCFCCNBFMMS2在NBFM中，吃饭由于下边频为负，吃饭因而合成矢量不与载波同相，吃饭而是存在相位偏移，吃饭当最大相位偏移满足式（22）时，吃饭合成矢量的幅度基本不变，吃饭这样就形成了FM信号2。洗手洗手洗手洗手洗手洗手图23NBFM信号频谱洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手FM调制的实现洗手31产生模拟基带信号3洗手4本次设计使用正弦信号作为基带信号进行调制，吃饭正弦信号形式简单，吃饭便于产生及接收。洗手洗手XSIN2PI30TBEEF输入信号洗手PLOTT,XBEEF调制信号时域图洗手XLABELTBEEFYLABELXBEEF洗手AXIS001511洗手得到调制信号时域波形如图31BEEF洗手洗手图31调制信号时域波形图洗手对调制信号进行傅立叶变化便分别得到调制信号的频谱图如图32BEEF洗手洗手图32调制信号频谱图洗手得到其振幅谱与相位谱。洗手上图横坐标为频数，吃饭纵坐标为能量频谱。洗手洗手32对信号进行FM调制洗手通信工具箱中，吃饭FM调制可用MODULATE这个函数来实现。洗手其表达式可表示为BEEF洗手YMODULATEX,FC,FS,FM洗手其中X表示为调制信号，吃饭FC为载波频率，吃饭FS为Y的采样频率，吃饭所有频率的单位都为HZ。洗手FS应大于两倍FC。洗手洗手本设计中取采样频率400与1600进行对比洗手采样频率为400时，吃饭时域波形图如图33，吃饭频域波形图如图34BEEF洗手5洗手图33400HZ采样频率FM信号的时域波形图洗手洗手图34400HZ采样频率FM信号的频域波形图洗手上图横坐标为频数，吃饭纵坐标为能量频谱。洗手洗手采样频率为1600时，吃饭时域波形图如图35，吃饭频域波形图如图36BEEF洗手洗手图351600HZ采样频率FM信号的时域波形图洗手6洗手图361600HZ采样频率FM信号的频域波形图洗手上图横坐标为频数，吃饭纵坐标为能量频谱。洗手洗手通过以400HZ与1600HZ的不同取样频率对比发现，吃饭FM信号频谱亦发生了不同程度的变化，吃饭由此我们可以看出采用等位置采样方法整周期采样,频率随机波动的大小不会产生谱分析误差BEEF采用等时隙采样方法，吃饭频率随机波动的大小则会严重影响谱分析的结果。洗手当频率随机波动水平较小时，吃饭会导致谱峰值的降低，吃饭当频率随机波动水平较大时，吃饭不仅会导致谱峰值的显著降低，吃饭而且会引起谱线漂移和许多虚假的谱线BEEF通过提高等时隙采样方法的采样率，吃饭可以减小谱分析的误差4。洗手洗手33加入高斯噪声洗手其载波频率FC150BEEF采样频率FS400BEEF调制信号XSIN2PI30TBEEFFM信号YMODULATEX,FC,FS,FMBEEF利用Y1YAWGNY,S/N,0BEEF加入噪声。洗手洗手本设计中取信噪比为1，吃饭01，吃饭5进行对比分析洗手信噪比为1时BEEF洗手Y1YAWGNY,1,0BEEF洗手得到其时域波形图如图37BEEF洗手洗手图37FM信号加入噪声的时域波形图洗手通过BFFTY1,1024；BEEFF0LENGTHB1FS/LENGTHBFS/2BEEF对Y进行傅利叶变换，吃饭得到加入噪声后的FM信号频谱图如图38BEEF洗手7洗手图38FM信号加入噪声的频谱图洗手上图横坐标为频数，吃饭纵坐标为能量频谱。洗手洗手信噪比为01时BEEF洗手通过对函数Y1YAWGNY,01,0改变信噪比后，吃饭信噪比由1变为01，吃饭得到信噪比为01的时域图如图39BEEF洗手洗手图39信噪比改为01的时域图洗手进行傅利叶变换后得到的频谱图如图310BEEF洗手8洗手图310信噪比改为01的频域图洗手上图横坐标为频数，吃饭纵坐标为能量频谱。洗手洗手信噪比为5时BEEF洗手通过对函数Y1YAWGNY,5,0改变信噪比后，吃饭信噪比由1变为5，吃饭得到信噪比为的时域图如图311BEEF洗手洗手图311信噪比改为5的时域图洗手进行傅利叶变换后的频域图如图312BEEF洗手9洗手图312信噪比改为5的频域图洗手上图横坐标为频数，吃饭纵坐标为能量频谱。洗手洗手结论洗手加入噪声后时域波形与原来的时域波形相比，吃饭波形明显失真，吃饭波形不仅不如原本波形般规则，吃饭而且曲线之间还出现了为链接在一起的断裂，吃饭但随着信噪比的增大，吃饭与原有的波形的相似度也增大了，吃饭说信噪比越大，吃饭噪声对信号的影响也变小了。洗手洗手从加入噪声的图形与未加入噪声的对比中我们还可以看出噪声对时域图的变化明显比频域图的变化更为突出，吃饭白噪声在整个频谱内每个频点的能量为常数，吃饭且基本恒定，吃饭所以他对于时域的影响更大。洗手洗手通过对噪声的理解我们可以知道对于调频系统来说，吃饭增加传输带宽就可以改善抗噪声性能。洗手调频方式的这种以带宽取信噪比的特性是十分有益的。洗手洗手洗手第4章结论洗手通过对信号进行FM进行调制，吃饭取不同的采样频率，吃饭我们可以看出采用等位置采样方法整周期采样,频率随机波动的大小不会产生谱分析误差BEEF采用等时隙采样方法，吃饭频率随机波动的大小则会严重影响谱分析的结果。洗手当频率随机波动水平较小时，吃饭会导致谱峰值的降低，吃饭当频率随机波动水平较大时，吃饭不仅会导致谱峰值的显著降低，吃饭而且会引起谱线漂移和许多虚假的谱线BEEF通过提高等时隙采样方法的采样率，吃饭可以减小谱分析的误差。洗手加入噪声后，吃饭洗手通过改变信噪比，吃饭对加噪信号进行分析，吃饭知道对于调频系统来说，吃饭增加传输带宽就可以改善抗噪声性能。洗手调频方式的这种以带宽取信噪比的特性是十分有益的。洗手洗手这次设计的经历，吃饭相信会对今后的学习工作和生活有非常大的帮助，吃饭并且提高了自己的动手实践操作能力，吃饭使自己充分体会到了在设计过程中的成功喜悦。洗手虽然这个设计做的不是最好的，吃饭但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，吃饭使我终身受益。洗手洗手在没有做课程设计以前，吃饭觉得课程设计只是对知识的单纯总结，吃饭但是通过这次课程设计发现自己的看法有点太片面，吃饭课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，吃饭也是对自己能力的一种提高，吃饭通过这次课程设计使自己明白了原来的那点知识是非常欠缺的，吃饭要学习的东西还很多，吃饭通过这次课程设计，吃饭明白学习是一个长期积累的过程，吃饭在以后的工作和生活中都应该不断的学习，吃饭努力提高自己的知识和综合素质。洗手洗手洗手洗手10洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手参考文献洗手1樊昌信张甫翊徐炳祥吴成柯通信原理M北京国防工业出版社200789洗手2黄文梅熊桂林杨勇信号分析与处理M北京国防科技大学出版社200054洗手3韩利竹王华MATLAB电子仿真与应用M北京国防工业出版社200365洗手4谢沅清邓刚通信电子电路M北京电子工业出版社200523洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手附录洗手附录1BEEFFM调制源程序清单洗手程序名称BEEFTIAOZHIXINHAOM洗手程序功能BEEF产生模拟基带信号并对调制信号进行傅立叶变化得到调制信号的频谱图洗手11程序代码洗手FC150BEEF载波频率洗手FS400BEEF采样频率洗手T00001015BEEF时间区域洗手XSIN2PI30TBEEF输入信号洗手FIGURE1洗手PLOTT,XBEEF调制信号时域图洗手XLABELTBEEFYLABELXBEEF洗手AXIS001511洗手洗手AFFTX,1024BEEF对X进行傅利叶变换洗手F0LENGTHA1FS/LENGTHAFS/2BEEF洗手FIGURE（2）洗手PLOTF,ABSABEEF调制信号频谱图洗手XLABELFREQUENCEHZBEEF频率分量洗手YLABELPOWERSPECTRUMXBEEF频率谱能量洗手洗手附录2BEEFFM调制源程序清单洗手程序名称BEEFQUYANG400M洗手程序功能BEEF调用函数MODULATE实现FM的调制洗手程序代码洗手洗手FC150BEEF载波频率洗手FS400BEEF采样频率洗手T00001015BEEF时间区域洗手XSIN2PI30TBEEF输入信号洗手YMODULATEX,FC,FS,FMBEEF调制信号洗手FIGURE3洗手PLOTT,YFM信号时域图洗手XLABELTSBEEFYLABELYBEEF洗手AXIS001511BEEF洗手BFFTY,1024BEEF对Y进行傅利叶变换洗手F0LENGTHB1FS/LENGTHBFS/2BEEF洗手FIGURE（4）洗手PLOTF,ABSBBEEFFM信号频谱图洗手XLABELFREQUENCEHZBEEF频率分量洗手YLABELPOWERSPECTRUMYBEEF频率谱能量洗手洗手附录3BEEFFM调制源程序清单洗手程序名称BEEFQUYANG1600M洗手程序功能BEEF调用函数MODULATE实现FM的调制洗手程序代码洗手洗手FC150BEEF载波频率洗手FS1600BEEF采样频率洗手12T00001015BEEF时间区域洗手XSIN2PI30TBEEF输入信号洗手YMODULATEX,FC,FS,FMBEEF调制信号洗手PLOTT,YBEEFFM信号时域图洗手XLABELTSBEEFYLABELYBEEF洗手AXIS001511BEEF洗手BFFTY,1024BEEF对Y进行傅利叶变换洗手F0LENGTHB1FS/LENGTHBFS/2BEEF洗手FIGURE洗手PLOTF,ABSBBEEFFM信号频谱图洗手XLABELFREQUENCEHZBEEF频率分量洗手YLABELPOWERSPECTRUMYBEEF频率谱能量洗手洗手洗手附录4BEEFFM调制源程序清单洗手洗手程序名称BEEFXINZAOBI1M洗手程序功能BEEF对FM调制后的信号加入高斯噪声，吃饭信噪比为1洗手程序代码洗手洗手FC150BEEF载波频率洗手FS400BEEF采样频率洗手T00001015BEEF时间区域洗手XSIN2PI30TBEEF输入信号洗手YMODULATEX,FC,FS,FMBEEF调制信号洗手Y1YAWGNY,1,0BEEFFM信号加入噪声洗手PLOTT,Y1BEEFFM信号时域图洗手XLABELTSBEEFYLABELYBEEF洗手AXIS001511BEEF洗手洗手BFFTY1,1024BEEF对Y进行傅利叶变换洗手F0LENGTHB1FS/LENGTHBFS/2BEEF洗手FIGURE洗手PLOTF,ABSBBEEFFM信号频谱图洗手XLABELFREQUENCEHZBEEF频率分量洗手YLABELPOWERSPECTRUMYBEEF频率谱能量洗手洗手附录5BEEFFM调制源程序清单洗手洗手程序名称BEEFXINZAOBI2M洗手程序功能BEEF对FM调制后的信号加入高斯噪声，吃饭信噪比为01洗手程序代码洗手FC150BEEF载波频率洗手FS400BEEF采样频率洗手T000010